CN203589837U - 一种混合能源48v直流变频发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种混合能源48V直流变频发电系统，包括带有变频油机的中频永磁直流发电机、机械ATS、AC/DC转换器、蓄电池和油机控制器；市电供电装置通过所述机械ATS输出市电电压到AC/DC转换器，所述AC/DC转换器连接至负载和蓄电池，所述带有变频油机的中频永磁直流发电机直接连接至负载和蓄电池；所述油机控制器连接至变频油机并检测负载电流和蓄电池的供电状态以及有无市电。本实用新型可大幅降低柴油发电机组的燃油消耗、排放污染和维护费用，具备较高的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信基站用直流供电系统，具体涉及一种混合能源48V直流变频发电系统。
背景技术
由于很多通信基站地处偏远，无市电供应，因而一般采用柴油发电机组供电。目前全球包括中东、北非、东南亚和我国西部地区有大约50万个基站采用柴油发电机组供电。 这些采用传统技术的柴油发电机组的最大问题是能耗和排放较高，不符合现代节能减排的世界潮流。
如图1所示为传统交流发电系统，当无市电时，传统柴油发电机组采用定频油机带动交流发电机发出交流电压后，经机械ATS输入电压至AC/DC转换器，经功率变换为48V直流电压供电池充电及通信负载使用；当有市电时，交流市电直接经机械ATS输入AC/DC转换器工作；当油机工作时由于电能经多次变换，供电系统效率低、成本高，并导致系统可靠性下降。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种混合能源48V直流变频发电系统，解决传统的供电系统在效率低、成本高，并且系统可靠性低的问题。
本实用新型的目的是这样实现的：一种混合能源48V直流变频发电系统，包括带有变频油机的中频永磁直流发电机、机械ATS、AC/DC转换器、蓄电池和油机控制器；市电供电装置通过所述机械ATS输出市电电压到AC/DC转换器，所述AC/DC转换器连接至负载和蓄电池，所述带有变频油机的中频永磁直流发电机直接连接至负载和蓄电池；所述油机控制器连接至变频油机并检测负载电流和蓄电池的供电状态以及有无市电。
更进一步的技术方案是，所述中频永磁直流发电机是F26-00-00型12KV/48V发电机。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：可大幅降低柴油发电机组的燃油消耗、排放污染和维护费用，具备较高的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为传统交流发电系统。
图2为本实用新型一种混合能源48V直流变频发电系统的连接示意图。
图3为传统定频发电机输出电压负载特性曲线图。
图4为本实用新型一种混合能源48V直流变频发电系统所用的中频永磁直流发电机输出电压负载特性曲线图。
图5本实用新型一种混合能源48V直流变频发电系统的中频直流永磁发电机电路结构原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图2示出了本实用新型一种混合能源48V直流变频发电系统：一种混合能源48V直流变频发电系统，包括带有变频油机的中频永磁直流发电机、机械ATS（Automatic Transfer Switch、自动切换开关柜）、AC/DC转换器、蓄电池和油机控制器；市电供电装置通过所述机械ATS输出市电电压到AC/DC转换器，所述AC/DC转换器连接至负载和蓄电池，所述带有变频油机的中频永磁直流发电机直接连接至负载和蓄电池；所述油机控制器连接至变频油机并检测负载电流和蓄电池的供电状态以及有无市电。
根据本实用新型一种混合能源48V直流变频发电系统：一种混合能源48V直流变频发电系统，包括带有变频油机的中频永磁直流发电机、机械ATS、AC/DC转换器、蓄电池和油机控制器；市电供电装置通过所述机械ATS输出市电电压到AC/DC转换器，所述AC/DC转换器连接至负载和蓄电池，所述带有变频油机的中频永磁直流发电机直接连接至负载和蓄电池；所述油机控制器连接至变频油机并检测负载电流和蓄电池的供电状态以及有无市电，所述中频永磁直流发电机是F26-00-00型12KV/48V发电机，乾威科技的F26-00-00型12KV/48V发电机特别适用于本混合能源48V直流变频发电系统。
具体工作模式描述如下：
当有市电情况下，本系统工作条件与传统模式相同：此时机械ATS输入交流市电至AC/DC转换器，AC/DC转换器变换交流电压为48V直流电压，为负载和蓄电池供电，于此同时，机械ATS输出“有市电”信号至油机控制器，油机控制器根据此信号关闭变频油机，停止中频永磁直流发电机的发电工作。
当无市电时，机械ATS检测到没有市电后，输出“无市电”信号至油机控制器，油机控制器根据此信号启动变频油机带动中频永磁直流发电机输出48V直流电压给系统供电，此直流电压并不需要通过机械ATS和AC/DC转换器进行电能变换，而是直接输出到蓄电池和负载，给蓄电池充电，因而供电系统结构简单、可靠、故障率低、效率较高。
当带有变频油机的中频永磁直流发电机工作时，为保证必要的节油、节能效果，设置发动机变频范围为±20%；同时为匹配此变频范围，通过对发电机的优化设计及合理选择永磁磁性材料，设置发电机空载到满载的电压降也为20%左右。如图3和图4为发电机在不同负载及不同转速下的输出电压特性曲线。其运行方式是：1. 发电机输出直流电压直接给蓄电池及负载供电。2.当负载增大时，根据带发电机的负载特性，其输出电压将下降，系统检测到此电压下降后，反馈此负载状态给油机控制器，控制油机提高转速，增大输入功率，以提高发电机输出电压，并提供更大的充电电流给蓄电池。3.当负载电流降低时，基于相同的原理，发电机输出电压上升，系统同样反馈此负载状态给油机控制器，控制油机降低转速，减少输入功率、同时降低直流电机输出电压，并减小充电电流。4.如前所述，本方案的发动机在空载时工作在最低转速，满载时工作于最高转速。通过调节发动机的转速，进而调节发电机的输出电压，并最终达到调节蓄电池充电电流的目的。由于油机工作在变频状态，即重载时高速转动，轻载时低速运行，故可大大提高系统效率，提高系统燃油消耗率，降低整体排放，达到绿色环保节能的目的。
如图5所示，为中频直流永磁发电机的电路结构原理图，其内包含中频永磁发电机和三相斩波电路，可直接输出直流电压。通常在直流发电机中都含有50Hz的低频电压纹波，这种低频的电压纹波需大容量的电容等储能器件，或后接DC/DC转换器方可消除。而本方案的发电机工作在中频400Hz，因而可以大大降低电压纹波，减少滤波电容的使用。本三相斩波电路通常工作在全通状态下，相当于三相全桥整流电路，不产生任何开关噪音；当负载突降，发电机输出电压上升并超过限定电压时，斩波电路工作缩小每相的导通时间，因此可迅速降低输出电压至额定值。
本实用新型则利用系统中原有的蓄电池对中频电压纹波天然的抑制作用，消除此中频电压纹波，输出平滑的直流电压，同时由于铅酸蓄电池在充电时中频的脉动电压和电流有益于电池充电效率和提高电池寿命，采用直流发电机和蓄电池的组合有利于供电系统的工作。
综上所述，本实用新型具有效率高，结构简单，系统成本低，EMC电磁兼容性好等等优点，可大大降低系统排放达到绿色环保的要求，具有巨大的社会和经济效益。此外为方便客户对传统交流供电系统改造，并降低改造成本，本方案保留了原有的机械ATS和AC/DC转换器，尽可能减少了新旧系统的不同，使两者尽可能的相互兼容，实现了系统性能提升与客户使用习惯的有机平衡。
Claims (2)
1.一种混合能源48V直流变频发电系统，其特征在于：包括带有变频油机的中频永磁直流发电机、机械ATS、AC/DC转换器、蓄电池和油机控制器；市电供电装置通过所述机械ATS输出市电电压到AC/DC转换器，所述AC/DC转换器连接至负载和蓄电池，所述带有变频油机的中频永磁直流发电机直接连接至负载和蓄电池；所述油机控制器连接至变频油机并检测负载电流和蓄电池的供电状态以及有无市电。
2.根据权利要求1所述的一种混合能源48V直流变频发电系统，其特征在于：所述中频永磁直流发电机是F26-00-00型12KV/48V发电机。
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| CN (1) | CN203589837U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2597248C1 (ru) * | 2015-05-22 | 2016-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Дизель-генераторная установка |
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2013
- 2013-12-07 CN CN201320817880.2U patent/CN203589837U/zh not_active Expired - Fee Related
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